SU1439190A1

SU1439190A1 - Apparatus for sinking holes

Info

Publication number: SU1439190A1
Application number: SU874188547A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Черепанов; Виктор Владимирович Костин; Александр Андреевич Харьков
Original assignee: Кременчугский Филиал Харьковского Политехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority date: 1987-01-30
Filing date: 1987-01-30
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Изобретение относитс к горной пром-сти и м.б. использовано при бурении . Цель - повышение надежности и долговечности работы устр-ва одновременном упрощении конструкцией. Дл этого соединение камеры-(К; сгорани газогенераторов (ГГ) 5 и газораспределительной К 1 вьтолнено в виде расшир ющихс по направлению к К 1 патрубков. В вертикальной плоскости , касательной к кольцевой оси симметрии тора К 1, расположена продольна ось симь етрии каждого ГГ 5. Тор имеет ксхпьцедое щелевое сопло. Профильные оси ГГ 5 имеют одинаковые углы наклона к вертикальной оси, проход щей через точку пересечени продольной оси симметрии каждого ГГ 5 с кольцевой осью сиг метрии тора К 1, и напракпены в одну сторону от вертикальной оси. Дл повышени проходимости проходки приспособление дл прижима усгр-ч,: к забою вьтолнеио в виде двух коаксиальных цилиндров, один конец которых закреплен на К 1, Диаметры 1. равны соответственно диаметру тора К 1. При воздействии на забой газа, обладающего высокими термодинамическими параметрами , истекаюг е о из сопла, происходит интер.сизкое разрушение льда как в осевом, так и в радиальном направлении . При этом из заЗо унос тс продукты разрушени . Во льду образуетс полость дл иапрерывного погружени устр-ва. Посто нное поджатие последнего к забою осущестап етс стшой т жести устр-ва и воды, помещаемых в полость мелсду цилиндрами. 1 з.п. ф-лы, 4 iin , .с: 4 00 СО Фа11The invention relates to the mining industry and m. used when drilling. The goal is to increase the reliability and durability of the device while at the same time simplifying the design. For this, the connection of the chamber (K; combustion of the gas generators (GG) 5 and gas distribution K 1 is made in the form of branch pipes expanding towards K 1. In the vertical plane tangent to the annular axis of symmetry of the K 1, there is a longitudinal axis of the symmetry of each GG 5. The torus has an x-shaped slot nozzle. The profile axes of YY 5 have the same angles of inclination to the vertical axis passing through the intersection point of the longitudinal axis of symmetry of each YY 5 with the annular axis of the measuring torus K 1, and naprakpen to one side of the vertical axis To increase the penetration of the penetration tool for clamping the grinder,: to die in the form of two coaxial cylinders, one end of which is fixed to K 1, Diameters 1. equal to the diameter of the torus K 1. When exposed to the bottom of a gas with high thermodynamic parameters After being ejected from the nozzle, there is an inter-low destruction of the ice both axially and radially, in which case the destruction products are removed. A cavity is formed in the ice for the continuous immersion of the device. Permanent preloading of the latter to the bottom is carried out by sting of the device and water placed in the cavity by cylinders. 1 hp files, 4 iin, .c: 4 00 CO Fa-11

Description

Изобретение относитс к горной промышленности и может быть использовано при проходке скважин в тапще льда дл научно-исследовательских и промьпи-с ленных целей, в частности при бурении скважнн во льдах Антарктиды и Арктики .The invention relates to the mining industry and can be used when drilling wells in a series of ice for research and industrial purposes, in particular when drilling boreholes in the ice of Antarctica and the Arctic.

Цель изобретени - поньшгение надежности и долговеч1 ости работы уст-- о ройства при одновременном упрощении конструкции и повышение эффективности проходки.The purpose of the invention is to understand the reliability and durability of the device operation, while simplifying the design and improving the efficiency of penetration.

На фиг, 1 изображено устройство дл проходки скважин, общий вид,- на фиг, 2 - то же, план на фиг, 3 - сече1ше А-А па фиг, 1 ; на Фиг, 4 - сечение В-Б на фиг, 2.Fig. 1 shows a device for boreholes, a general view, in Fig. 2, the same, a plan in Fig. 3, a section A-A to Pas, Fig. 1; Fig, 4 - section bb in Fig, 2.

Устройство состоит из газораспределительной камеры 1 , выполне нной в виде тора с кольцевым щелевым соплом 2 Лавал , на внутре1П1ей поверхности которого вьшолнены забор1шки 3 газа в виде кольцевых конических уступов. Над кольцевыми уступаш расположены боковые сопла 4 Лавал , направленные под углом, близким к к забою, служащие дл размывани льда и прохождени камеры 1, Иа каме Р( 1 установлены твердотопливные газ генераторы 5, заполненные твepдьпvI топливом 6, oпиpaюIUИ rc на решетку 7, и срабатывающие от пиропатронов 8 запального механизма. Камеры сгорани газогенераторов 5 соединены с газораспределительной камерой 1 расшир ющимис по направлению к газораспределительной камере 1 патрубками 9, а уплотнение стыков осуществл етс жаростойким, например асбестовьп-5, уплотнителем. Дл равномерного распределени продуктов с:горани 5 поступающих от газогенераторов 5 к камере 1, газогенераторы 5 распапожены равномерно на камере 1 с расположением продольной оси снм-метрии каждого газогенератора 5 в вертикальной плоскости, касательной к кольцевой оси симметрии тора газораспределительной камеры t, при этом продольные оси симметрии газогенераторов 5 имеют одинаковые углы наклона к вертикальной оси, проход щей через точку пересече1ш продольной оси симметрии каждого газог-енератора 5 с кольцевой осью симметрии тора газораспределительной камеры Ij и направс The device consists of a gas distribution chamber 1, made in the form of a torus with an annular slit nozzle 2 Laval, on the inner surface of which there is an intake of 3 gas in the form of annular conical ledges. Laval side nozzles 4, directed at an angle close to the face, are used above the ring spawners, which serve to wash out the ice and pass the chamber 1, E and the chamber P (1) solid gas generators 5, filled with solid fuel I 6 and rc on grid 7, and ignition mechanisms triggered by squibs 8. The combustion chambers of the gas generators 5 are connected to the gas distribution chamber 1 by expansion pipes 9 that extend towards the gas distribution chamber 1, and the joints are sealed by heat-resistant, for example, asbestos Top 5, Sealant. To evenly distribute the products from: the mountains 5 coming from the gas generators 5 to the chamber 1, the gas generators 5 are dispersed evenly on the chamber 1 with the location of the longitudinal axis of the cm-meter of each gas generator 5 in the vertical plane tangent to the annular axis of symmetry of the gas distribution torus chambers t, while the longitudinal axes of symmetry of the gas generators 5 have the same angles of inclination to the vertical axis passing through the point of intersection of the longitudinal axis of symmetry of each gas generator 5 with an annular with the symmetry of the torus of the gas distribution chamber Ij and

о about

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

лены в одну сторону от вышеуказанной вертикальной оси.one way from the above vertical axis.

Приспособление дл прижима устройства к забою вьтолнено в виде двух коаксиальных цилиндров 10 и 11, один конец которых жестко закренлен на газораспределительной камере 1, При этом диаметры наружного и внутреннего цилиедров 10 и 11 равны соответственно наружному и внутреннему диаметрам тора газораспределительной камеры 1, а полость 12 между стенка- №-1 циливдров 10 .и 11 заполнена водой. Устройство работает следуюищм об- разом.The device for clamping the device to the bottom is made in the form of two coaxial cylinders 10 and 11, one end of which is rigidly fixed on the gas distribution chamber 1, and the diameters of the outer and inner cylinders 10 and 11 are equal respectively to the outer and inner diameters of the torus of the gas distribution chamber 1, and the cavity 12 between the wall-№-1 tsiliddrov 10. and 11 is filled with water. The device works as follows.

Устройство устанавливают на поверхность льда. Полость 12 между стенкаг-ш цилиндров 10 и 11 заполн етс водой ШП1: льдом. Включают пиропатроны 8 запального механизма, которые воспламен ют твердое топливо 6, Вьщел ющиес при горании высокотемпературные газы из камеры сгорани газогенераторов 5 через патрубки 9 направл ютс в полость газораспреде- лительпой камеры 1 УЮД углом к верти кал п .The device is installed on the surface of the ice. The cavity 12 between the wall of the cylinders 10 and 11 is filled with water BF1: ice. The igniter 8 igniters are turned on, which ignite solid fuel 6, High-temperature gases that occur during combustion from the combustion chamber of the gas generators 5 through pipes 9 are directed into the cavity of the gas-distributing chamber 1 SPR at an angle to the vertical section.

Пак. юнньш подвод газовых струй в газораспре,цепителъную камеру 1 способствует движению газа по кольцу во внутренней полости тора газораспределительной камеры 1, При этом вертикальна (осева ) скорость движени газа в камере 1 (ее величина определ етс углом шклопа газогенераторов 5) мала Газ в процессе движени по кольцу тщательно перемешиваетс и давление газа выравниваетс по полости камеры 1, Это способствует .формированию равномерной струи по всему периметру щелевого кольцевого conjja 2, Наличие закритического перепада давлени между полостью камеры 1 и срезом сопла 2 обеспечивает необходи- мз ю сверхзвуковую скорость истечени высокотемпературного газа на забой из кольцевого щелевого сопла 2,Pack. Yunn gas supply in the gas distribution, the chain chamber 1 facilitates the movement of gas through the ring in the internal cavity of the gas distribution chamber 1, while the vertical (axial) velocity of gas in chamber 1 (its value is determined by the angle of the gas generator 5) is small the ring is thoroughly mixed and the gas pressure levels out along the cavity of chamber 1. This contributes to the formation of a uniform jet along the entire perimeter of the slit ring conjja 2. The presence of a supercritical pressure difference between the field Stu slice chamber 1 and nozzle 2 provides necessary Moh w supersonic exhaust velocity high temperature gas on a face of the annular slit nozzle 2,

Часть газа, идуща по периферии шалевого сопла 2, попадает на уступы заборника 3, выполненные в виде непрерывных колец, направл ющих газ в размещенные в них боковые согша 4, Проход через сопла 4, высокотемпературный газ разгон етс до сверхзвуковой , скорости.Part of the gas going around the periphery of the shawl nozzle 2 falls on the ledges of the intake 3, made in the form of continuous rings, which direct the gas to the side sogsha 4 placed in them. The passage through the nozzles 4, the high-temperature gas accelerates to supersonic speed.

Воздействие на забой газа, обладающего высокиьп термодинамическим пapa eтpaми (теьл1ерлтурой более 1300 КImpact on the bottom of a gas that has high thermodynamic parameters of the etrami (thermal circuit more than 1300 K

Фие.Phie.

Claims

Claim

1. A device for drilling wells, including a toroidal gas distribution chamber with slotted end and side nozzles, solid fuel gas generators with an ignition mechanism uniformly located on the gas distribution chamber, the combustion chambers of which are connected to the internal cavity of the gas distribution chamber, and a device for pressing the device to the bottom, characterized in that that, in order to increase the reliability and durability of the device while simplifying the design, the axis of symmetry of the gas torus aspredelitelnoy chamber and directed in one direction z of the vertical axis.

20 2. The device pop. 1, characterized in that, in order to increase the effectiveness of penetration * means for clamping the device to the bottom is designed as a false By arranging ²⁵ of the gas distribution chamber of two coaxial cylinders, one end of which is fixed to the gas distribution chamber, the outer and inner diameters of ³⁰ The cylinder Lines are equal to the outer and inner diameters of the torus of the gas distribution chamber, respectively.

U39 190 <9z <?. 3

C ~ B

Fae. At